(57)【要約】【課題】  スラリーの凝集及び劣化を低減して、ＣＭＰ装置におけるウェハ表面の加工欠陥の形成及び研磨状態の悪化を低減する。【解決手段】  半導体ウェハ用の化学的機械的研磨装置へ研磨液２０４を供給するスラリー供給装置１００であって、スラリーを貯留するスラリー槽と、スラリー槽に接続され槽内のスラリーが循環可能なスラリー槽用循環配管と、スラリー槽からスラリー槽用循環配管へスラリーを送出するスラリー槽用循環送出部と、スラリー槽に設けられ槽内のスラリーの貯留量を検出するスラリー槽用検出部と、スラリー槽用検出部により検出されたスラリーの貯留量に応じて、予め設定された設定時間に、スラリー槽用循環送出部を駆動させスラリーを循環させるスラリー槽用循環制御部と、を具備した。【選択図】  図１
2006269737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェハ用の化学的機械的研磨装置へ研磨液を供給するスラリー供給装置であって、
スラリーを貯留するスラリー槽と、
前記スラリー槽に接続され槽内の前記スラリーが循環可能なスラリー槽用循環配管と、
前記スラリー槽から前記スラリー槽用循環配管へ前記スラリーを送出するスラリー槽用循環送出部と、
前記スラリー槽に設けられ槽内の前記スラリーの貯留量を検出するスラリー槽用検出部と、
前記スラリー槽用検出部により検出された前記スラリーの貯留量に応じて、予め設定された設定時間に、前記スラリー槽用循環送出部を駆動させ前記スラリーを循環させるスラリー槽用循環制御部と、を具備したことを特徴とするスラリー供給装置。
【請求項２】
半導体ウェハ用の化学的機械的研磨装置へ研磨液を供給するスラリー供給装置であって、
スラリーを貯留するスラリー槽を有し、
前記スラリー槽は、スラリー原液を貯留する原液槽と、前記原液槽から前記スラリー原液が供給され前記研磨液を貯留する調合槽と、を備え、
前記原液槽に接続され槽内の前記スラリー原液が循環可能な原液槽用循環配管と、
前記原液槽から前記原液槽用循環配管へ前記スラリー原液を送出する原液槽用循環送出部と、
前記原液槽に設けられ槽内の前記スラリー原液の貯留量を検出する原液槽用検出部と、
前記原液槽用検出部により検出された前記スラリー原液の貯留量に応じて、予め設定された設定時間に、前記原液槽用循環送出部を駆動させ前記スラリー原液を循環させる原液槽用循環制御部と、を具備したことを特徴とするスラリー供給装置。
【請求項３】
前記原液槽用検出部は、槽内のスラリー原液の液面高さを検出する原液用液面高さ検出機構を含むことを特徴とする請求項２に記載のスラリー供給装置。
【請求項４】
前記原液用液面高さ検出機構は、前記原液槽に互いに異なる高さとなるよう設置され当該高さの液体の有無を検知する複数の液体センサを有し、段階的にスラリー原液の液面高さを検出することを特徴とする請求項３に記載のスラリー供給装置。
【請求項５】
前記原液槽用検出部は、槽内のスラリー原液の重量を検出する原液用重量検出機構を有することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のスラリー供給装置。
【請求項６】
前記原液槽は、前記スラリー原液の搬送容器または該搬送容器から前記スラリー原液が移し替えられる専用の容器であることを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のスラリー供給装置。
【請求項７】
前記調合槽に接続され槽内の前記研磨液が循環可能な調合槽用循環配管と、
前記調合槽から前記調合槽用循環配管へ前記研磨液を送出する調合槽用循環送出部と、
前記調合槽に設けられ槽内の前記研磨液の貯留量を検出する調合槽用検出部と、
前記調合槽用検出部により検出された前記研磨液の貯留量に応じて、予め設定された設定時間に、前記調合槽用循環送出部を駆動させ前記研磨液を循環させる調合槽用循環制御部と、を具備したことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載のスラリー供給装置。
【請求項８】
半導体ウェハ用の化学的機械的研磨装置へ研磨液を供給するスラリー供給装置であって、
スラリーを貯留するスラリー槽を有し、
前記スラリー槽は、スラリー原液を貯留する原液槽と、前記原液槽から前記スラリー原液が供給され前記研磨液を貯留する調合槽と、を備え、
前記調合槽に接続され槽内の前記研磨液が循環可能な調合槽用循環配管と、
前記調合槽から前記調合槽用循環配管へ前記研磨液を送出する調合槽用循環送出部と、
前記調合槽に設けられ槽内の前記研磨液の貯留量を検出する調合槽用検出部と、
前記調合槽用検出部により検出された前記研磨液の貯留量に応じて、予め設定された設定時間に、前記調合槽用循環送出部を駆動させ前記研磨液を循環させる調合槽用循環制御部と、を具備したことを特徴とするスラリー供給装置。
【請求項９】
前記調合槽用検出部は、槽内の研磨液の液面高さを検出する研磨液用液面高さ検出機構を含むことを特徴とする請求項７または８に記載のスラリー供給装置。
【請求項１０】
前記研磨液用液面高さ検出機構は、前記調合槽に互いに異なる高さとなるよう設置され当該高さの液体の有無を検知する複数の液体センサを有し、段階的に研磨液の液面高さを検出することを特徴とする請求項９に記載のスラリー供給装置。
【請求項１１】
前記調合槽用検出部は、槽内の研磨液の重量を検出する研磨液用重量検出機構を有することを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載のスラリー供給装置。
【請求項１２】
前記調合槽には、前記スラリー原液に調合するための添加剤と水の少なくとも一方を供給する供給部が接続されることを特徴とする請求項２から１１のいずれか一項に記載のスラリー供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハ用の化学的機械的研磨装置へ研磨液を供給するスラリー供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハの表面における層間絶縁膜の平坦化、金属配線の形成等には、化学的機械的研磨装置（以下、ＣＭＰ装置という）が一般的に用いられる。ＣＭＰ装置は、ウェハの表面を下方に向けてウェハを支持するヘッド部と、ウェハの表面を研磨する研磨パッドと、この研磨パッドを支持し平坦に形成された上面で支持する定盤と、を有している。そして、ヘッド部を用いてウェハを定盤側へ押しつけ、ウェハの表面と研磨パッドの接触部分にスラリーを供給しつつ、ヘッド部及び定盤を回転させることにより、ウェハの表面が研磨される。
【０００３】
ここで、スラリーが凝集した状態で供給されるとウェハ表面に欠陥が形成されるし、スラリーの化学成分が酸化した状態で供給されると研磨速度が安定しなくなる。このように、スラリーの供給状態により、ＣＭＰプロセスに多大な影響が出るため、スラリーの沈降・凝集及び品質劣化を最小限に抑えるべく、ＣＭＰ装置には専用のスラリー供給装置が用いられる。
【０００４】
一般的に、スラリー供給装置は、スラリーのスラリー原液に添加剤及び純水を調合してスラリーの研磨液を作製してから、スラリーをＣＭＰ装置へ供給する。すなわち、スラリー供給装置は、スラリー原液を貯留する原液槽と、この原液槽から供給されたスラリー原液に添加剤及び純水が調合された研磨液を貯留する調合槽とを有し、原液槽と調合槽とを接続する配管と、調合槽からＣＭＰ装置側へ研磨液を供給する配管が備えられる。各配管にはスラリー原液又は研磨液を送出するポンプが設けられる。
【０００５】
この種のスラリー供給装置として、研磨液の懸濁状態を維持するべく、研磨液の循環管路を有する循環装置を調合槽に設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このスラリー供給装置では、調合槽内のスラリーが循環装置の管路を循環するので、スラリーの沈降を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００２−１５４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のスラリー供給装置では、スラリーを定常的に循環させているため、スラリーに過剰な圧力が加わり、かえってスラリーの凝集を進行させることとなる。これにより、ウェハ研磨時にマイクロスクラッチ等の加工欠陥が生じる場合がある。
また、スラリーを過剰に循環させることにより、スラリーの空気との接触機会が増え、スラリーの化学成分が酸化して品質が劣化する場合がある。これにより、ウェハ研磨時における研磨性能が悪化することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、半導体ウェハ用の化学的機械的研磨装置へ研磨液を供給するスラリー供給装置であって、スラリーを貯留するスラリー槽と、前記スラリー槽に接続され槽内の前記スラリーが循環可能なスラリー槽用循環配管と、前記スラリー槽から前記スラリー槽用循環配管へ前記スラリーを送出するスラリー槽用循環送出部と、前記スラリー槽に設けられ槽内の前記スラリーの貯留量を検出するスラリー槽用検出部と、前記スラリー槽用検出部により検出された前記スラリーの貯留量に応じて、予め設定された設定時間に、前記スラリー槽用循環送出部を駆動させ前記スラリーを循環させるスラリー槽用循環制御部と、を具備したことを特徴とするスラリー供給装置が提供される。
【０００８】
このスラリー供給装置においては、スラリー槽用循環送出部が駆動している間は、スラリー槽用循環配管を通じてスラリーがスラリー槽を循環する。このとき、スラリーの沈降が抑制される反面、スラリーに圧力が加わって凝集が促進されることとなる。
【０００９】
ここで、スラリー槽用循環制御部は、スラリーの貯留量に応じて、予め設定された設定時間にスラリー槽用循環送出部を駆動させるので、スラリーの沈降を抑制する最小限の時間だけスラリーを循環させることができ、スラリーの凝集が抑制される。また、スラリーの循環時間が小さくなることから、スラリーの空気との接触機会を減少させることができ、スラリーの化学成分の酸化が抑制される。このように、スラリーを定常的に循環させるものに比べてスラリーの凝集及び劣化を飛躍的に低減させることができる。
【００１０】
さらに、作業者がスラリー槽用循環送出部を操作して循環させるような煩雑な作業が発生せず、自動的にスラリーを循環させることができる。さらに、作業者がスラリー槽用循環送出部のＯＮ・ＯＦＦ操作を手動で行う場合、スラリー槽用循環送出部の駆動時間を毎回正確に管理することは困難であり、駆動時間が短くなってスラリーの沈降が生じたり、駆動時間が長くなってスラリーの凝集及び劣化が促進される。本発明では、このような作業者が手動でスラリーの循環を行う場合の欠点を排除して、スラリーの品質を保証することができる。
【００１１】
また、本発明によれば、半導体ウェハ用の化学的機械的研磨装置へ研磨液を供給するスラリー供給装置であって、スラリーを貯留するスラリー槽を有し、前記スラリー槽は、スラリー原液を貯留する原液槽と、前記原液槽から前記スラリー原液が供給され前記研磨液を貯留する調合槽と、を備え、前記原液槽に接続され槽内の前記スラリー原液が循環可能な原液槽用循環配管と、前記原液槽から前記原液槽用循環配管へ前記スラリー原液を送出する原液槽用循環送出部と、前記原液槽に設けられ槽内の前記スラリー原液の貯留量を検出する原液槽用検出部と、前記原液槽用検出部により検出された前記スラリー原液の貯留量に応じて、予め設定された設定時間に、前記原液槽用循環送出部を駆動させ前記スラリー原液を循環させる原液槽用循環制御部と、を具備したことを特徴とするスラリー供給装置が提供される。
【００１２】
このスラリー供給装置においては、原液槽用循環送出部が駆動している間は、原液槽用循環配管を通じてスラリー原液が原液槽を循環する。このとき、スラリーの沈降が抑制される反面、スラリーに圧力が加わって凝集が促進されることとなる。
【００１３】
ここで、原液槽用循環制御部は、スラリー原液の貯留量に応じて、予め設定された設定時間に原液槽用循環送出部を駆動させるので、スラリーの沈降を抑制する最小限の時間だけスラリーを循環させることができ、スラリーの凝集が抑制される。また、スラリーの循環時間が小さくなることから、スラリーの空気との接触機会を減少させることができ、スラリーの化学成分の酸化が抑制される。このように、スラリーを定常的に循環させるものに比べてスラリーの凝集及び劣化を飛躍的に低減させることができる。
【００１４】
さらに、作業者が原液槽用循環送出部を操作して循環させるような煩雑な作業が発生せず、自動的にスラリーを循環させることができる。さらに、作業者が原液槽用循環送出部のＯＮ・ＯＦＦ操作を手動で行う場合、原液槽用循環送出部の駆動時間を毎回正確に管理することは困難であり、駆動時間が短くなってスラリーの沈降が生じたり、駆動時間が長くなってスラリーの凝集及び劣化が促進される。本発明では、このような作業者が手動でスラリーの循環を行う場合の欠点を排除して、スラリーの品質を保証することができる。
【００１５】
また、本発明によれば、半導体ウェハ用の化学的機械的研磨装置へ研磨液を供給するスラリー供給装置であって、スラリーを貯留するスラリー槽を有し、前記スラリー槽は、スラリー原液を貯留する原液槽と、前記原液槽から前記スラリー原液が供給され前記研磨液を貯留する調合槽と、を備え、前記調合槽に接続され槽内の前記研磨液が循環可能な調合槽用循環配管と、前記調合槽から前記調合槽用循環配管へ前記研磨液を送出する調合槽用循環送出部と、前記調合槽に設けられ槽内の前記研磨液の貯留量を検出する調合槽用検出部と、前記調合槽用検出部により検出された前記研磨液の貯留量に応じて、予め設定された設定時間に、前記調合槽用循環送出部を駆動させ前記研磨液を循環させる調合槽用循環制御部と、を具備したことを特徴とするスラリー供給装置が提供される。
【００１６】
このスラリー供給装置においては、調合槽用循環送出部が駆動している間は、調合槽用循環配管を通じて研磨液が調合槽を循環する。このとき、スラリーの沈降が抑制される反面、スラリーに圧力が加わって凝集が促進されることとなる。
【００１７】
ここで、調合槽用循環制御部は、研磨液の貯留量に応じて、予め設定された設定時間に調合槽用循環送出部を駆動させるので、スラリーの沈降を抑制する最小限の時間だけスラリーを循環させることができ、スラリーの凝集が抑制される。また、スラリーの循環時間が小さくなることから、スラリーの空気との接触機会を減少させることができ、スラリーの化学成分の酸化が抑制される。このように、スラリーを定常的に循環させるものに比べてスラリーの凝集及び劣化を飛躍的に低減させることができる。
【００１８】
さらに、作業者が調合槽用循環送出部を操作して循環させるような煩雑な作業が発生せず、自動的にスラリーを循環させることができる。さらに、作業者が調合槽用循環送出部のＯＮ・ＯＦＦ操作を手動で行う場合、調合槽用循環送出部の駆動時間を毎回正確に管理することは困難であり、駆動時間が短くなってスラリーの沈降が生じたり、駆動時間が長くなってスラリーの凝集及び劣化が促進される。本発明では、このような作業者が手動でスラリーの循環を行う場合の欠点を排除して、スラリーの品質を保証することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のスラリー供給装置によれば、スラリーを定常的に循環させるものに比べてスラリーの凝集及び劣化を飛躍的に低減させることができ、ＣＭＰ装置におけるウェハ表面の加工欠陥の形成及び研磨状態の悪化を低減して、ウェハ表面の安定的な研磨を実現するとともに歩留まりを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図面を参照しつつ、本発明によるスラリー供給装置の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態を示すスラリー供給装置の外観斜視説明図である。
図１に示すように、このスラリー供給装置１００は、半導体ウェハ用の化学的機械的研磨装置へスラリー原液２００に添加剤２０２が調合された研磨液２０４を供給する。このスラリー供給装置１００は、スラリーを貯留するスラリー槽を具備している。ここで、スラリー槽は、スラリー原液２００を貯留する原液槽１１０と、原液槽１１０からスラリー原液２００が供給され研磨液２０４を貯留する調合槽１４０と、を備えている。本実施形態においては、スラリーの粒子としてヒュームドシリカが用いられている。
尚、ここでいう「スラリー」とは、スラリー原液２００と、これに添加剤２０２と純水の少なくとも一方が調合された研磨液２０４の両方を含む。
【００２２】
また、スラリー供給装置１００は、スラリー槽に接続され槽内のスラリーが循環可能なスラリー槽用循環配管と、スラリー槽からスラリー槽用循環配管へスラリーを送出するスラリー槽用循環送出部と、スラリー槽に設けられ槽内のスラリーの貯留量を検出するスラリー槽用検出部と、スラリー槽用検出部により検出されたスラリーの貯留量に応じて、予め設定された設定時間に、スラリー槽用循環送出部を駆動させスラリーを循環させるスラリー槽用循環制御部と、を具備している。そして、スラリー槽用循環配管は原液槽１１０に接続され槽内のスラリー原液２００が循環可能な原液槽用循環配管１１２を有し、スラリー槽用循環送出部は原液槽１１０から原液槽用循環配管１１２へスラリー原液２００を送出する原液槽用循環送出部としての第１ポンプ１１４を有し、スラリー槽用検出部は原液槽１１０に設けられ槽内のスラリー原液２００の貯留量を検出する原液槽用検出部１１６を有する。また、スラリー槽用循環制御部は、原液槽用検出部１１６により検出されたスラリー原液２００の貯留量に応じて、予め設定された設定時間に、第１ポンプ１１４を駆動させスラリー原液２００を循環させる原液槽用循環制御部１１８を有している。
【００２３】
図１に示すように、原液槽１１０は、上下が閉塞された略円筒状の容器であり、側壁に液体センサ１２０が複数設置されている。この原液槽１１０は、搬送容器からスラリー原液２００が移し替えられる専用の容器でもよいし、スラリー原液２００の搬送容器をそのまま原液槽１１０としてもよい。各液体センサ１２０は、互いに異なる高さとなるように所定の間隔で上下に並設されている。各液体センサ１２０は、設置された高さにおける液体の有無を検知し、光学式であっても静電容量式であってもよい。すなわち、スラリー原液２００の液面高さを検出する原液用液面高さ検出機構は、各液体センサ１２０を有する。そして、原液用液面高さ検出機構は、段階的に液面高さを検出することとなる。
【００２４】
また、原液槽１１０の下部には、原液槽１１０の重量を測定するロードセル１２２が設けられている。原液槽１１０が空の状態を基準として、スラリー原液２００を加えてどれだけ原液槽１１０の重量が増加したかを監視することにより、スラリー原液２００の重量を検出することができる。すなわち、槽内のスラリー原液２００の重量を検出する原液用重量検出機構は、ロードセル１２２を含んで構成される。ロードセル１２２も原液槽用循環制御部１１８と接続され、原液槽用循環制御部１１８ではスラリー原液２００の重量が認識されるようになっている。
【００２５】
本実施形態においては、原液槽用検出部１１６は、原液用液面高さ検出機構と原液用重量検出機構を含んでいる。すなわち、スラリー原液２００の液面高さ及び重量の両方から、総合的にスラリー原液２００の貯留量が検出される。
【００２６】
原液槽１１０には、槽内のスラリー原液２００を吸引するための吸引配管１２４の一端が接続される。吸引配管１２４の他端は二股に分かれ、調合槽１４０に接続される接続配管１２６と、原液槽１１０に接続される原液用循環配管１１２に分岐する。吸引配管１２４は、原液槽１１０の比較的下方からスラリー原液２００を吸引するべく、槽内の下方に吸引口を有する。また、原液用循環配管１１２は、原液槽１１０の比較的上方へスラリー原液２００を吐出するべく、槽内の上方に吐出口を有する。尚、接続配管１２６もまた、調合槽１４０の比較的上方へスラリー原液２００を吐出するべく、調合槽１４０の槽内上方に吐出口を有する。
【００２７】
吸引配管１２４には、管内のスラリー原液２００を一端側から他端側へ送出する第１ポンプ１１４が設けられる。第１ポンプ１１４も、原液槽用循環制御部１１８に接続されており、原液槽用循環制御部１１８からの指令に従ってスラリー原液２００を送出する。
【００２８】
また、接続配管１２６には原液供給用バルブ１２８が設置され、原液用循環配管１１２には原液循環用バルブ１３０が設置される。各バルブ１２８，１３０は、それぞれ管内の流体の規制及び規制解除を行う。各バルブ１２８，１３０は電磁式のバルブであり、原液槽用循環制御部１１８に接続されて原液槽用循環制御部１１８からの指令により開閉する。原液供給用バルブ１２８が開状態で、原液循環用バルブ１３０が閉状態のときに、第１ポンプ１１４を駆動すると、スラリー原液２００が調合槽１４０に供給される。また、原液供給用バルブ１２８が閉状態で、原液循環用バルブ１３０が開状態のときに、第１ポンプ１１４を駆動すると、スラリー原液２００が原液槽１１０を循環する。
【００２９】
また、スラリー供給装置１００のスラリー槽用循環配管は調合槽１４０に設けられ槽内の研磨液２０４が循環可能な調合槽用循環配管１４２を有し、スラリー槽用循環送出部は調合槽１４０から調合槽用循環配管１４２へ研磨液２０４を送出する調合槽用循環送出部としての第２ポンプ１４４を有し、スラリー槽用検出部は調合槽１４０に設けられ槽内の研磨液２０４の貯留量を検出する調合槽用検出部１４６を有する。また、スラリー槽用循環制御部は、調合槽用検出部１４６により検出された研磨液２０４の貯留量に応じて、予め設定された設定時間に、第２ポンプ１４４を駆動させ研磨液を循環させる調合槽用循環制御部１４８を有している。
【００３０】
図１に示すように、調合槽１４０は、上下が閉塞された略円筒状の容器であり、側壁に埋め込み式の液体センサ１５０が複数設置されている。調合槽１４０には、スラリー原液２００に調合するための添加剤２０２と水を供給する供給部（図示せず）が接続される。これにより、原液槽１１０から供給されたスラリー原液２００は純水により希釈されるとともに、添加剤供給配管１６２を通じてスラリー原液２００に例えば過酸化水素水等の添加剤２０２が添加される。各液体センサ１５０の構成及び設置状態は、原液槽１１０に設置された各液体センサ１２０と同様であり、各液体センサ１５０は調合槽用循環制御部１４８に接続される。すなわち、研磨液２０４の液面高さを検出する研磨液用液面高さ検出機構は、各液体センサ１５０を有する。そして、研磨液用液面高さ検出機構は、段階的に液面高さを検出することとなる。
【００３１】
また、調合槽１４０の下部には、調合槽１４０の重量を測定するロードセル１５２が設けられている。すなわち、槽内の研磨液２０４の重量を検出する研磨液用重量検出機構は、ロードセル１５２を含んで構成される。ロードセル１５２も調合槽用循環制御部１４８と接続され、調合槽用循環制御部１４８では研磨液２０４の重量が認識されるようになっている。
【００３２】
本実施形態においては、調合槽用検出部１４６は、研磨液用液面高さ検出機構と研磨液用重量検出機構を含んでいる。すなわち、研磨液２０４の液面高さ及び重量の両方から、総合的に研磨液２０４の貯留量が検出される。
【００３３】
調合槽１４０には、槽内の研磨液２０４を吸引するための吸引配管１５４の一端が接続される。吸引配管１５４の他端は二股に分かれ、ＣＭＰ装置側に延びる供給配管１５６と、調合槽１４０に接続される調合槽用循環配管１４２に分岐する。吸引配管１５４は、調合槽１４０の比較的下方から研磨液２０４を吸引するべく、槽内の下方に吸引口を有する。また、調合槽用循環配管１４２は、調合槽１４０の比較的上方へ研磨液２０４を吐出するべく、槽内の上方に吐出口を有する。
【００３４】
吸引配管１５４には、管内の研磨液２０４を一端側から他端側へ送出する第２ポンプ１４４が設けられる。第２ポンプ１４４も調合槽用循環制御部１４８に接続されており、調合槽用循環制御部１４８からの指令に従って研磨液２０４を送出する。
【００３５】
また、供給配管１５６には研磨液供給用バルブ１５８が設置され、調合槽用循環配管１４２には研磨液循環用バルブ１６０が設置される。各バルブ１５８，１６０は、それぞれ管内の流体の規制及び規制解除を行う。各バルブ１５８，１６０は電磁式のバルブであり、調合槽用循環制御部１４８に接続されて調合槽用循環制御部１４８からの指令により開閉する。研磨液供給用バルブ１５８が開状態で、研磨液循環用バルブ１６０が閉状態のときに、第２ポンプ１４４を駆動すると、研磨液２０４が図示されないＣＭＰ装置側へ供給される。また、研磨液供給用バルブ１５８が閉状態で、研磨液循環用バルブ１６０が開状態のときに、第２ポンプ１４４を駆動すると、研磨液２０４が調合槽１４０を循環する。
【００３６】
図１に示すように、原液槽用循環制御部１１８には、スラリー原液２００を循環させる周期が設定時間１７０として、循環させる割合が設定割合１７２として、それぞれ予め設定されている。設定時間１７０及び設定割合１７２は、スラリーの沈降が抑制される最小限のものとなるよう設定される。設定時間１７０及び設定割合１７２は、例えば、設定時間１７０が２４時間、設定割合１７２が１０割（全分量）というように設定される。これらは、作業者により直接入力されたものであってもよいし、作業者がスラリーの種類や濃度を入力するとテーブル等を参照して自動的に設定されるものであってもよい。
【００３７】
図２は原液用循環制御部の動作を示すフローチャートである。
以下、原液槽用循環制御部１１８の動作について図２示すフローチャートを参照して説明する。尚、調合槽用循環制御部１４８の動作については、原液槽用循環制御部１１８と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００３８】
まず、前回の原液槽１１０におけるスラリー原液２００の循環または原液槽１１０に新規にスラリー原液２００が充填されてから設定時間１７０が経過したか否かを判別する（ステップＳ１）。設定時間１７０が経過していなければステップＳ１に戻って待機状態とし、設定時間１７０が経過していればスラリー原液２００の貯留量を検出する（ステップＳ２）。
【００３９】
ステップＳ２の後、スラリー原液２００の貯留量に設定割合１７２を乗じた量から、スラリー原液２００を循環する第１ポンプ１１４の駆動時間を計算する（ステップＳ３）。ここで、第１ポンプ１１４の単位時間あたりのスラリー原液２００の流量が既知であることから、貯留量に設定割合１７２を乗じた量に対応する時間を駆動時間とすればよい。
【００４０】
そして、原液供給用バルブ１２８を閉状態とするとともに原液循環用バルブ１３０を開状態とし、第１ポンプ１１４を駆動して原液槽１１０のスラリー原液２００を循環させる（ステップＳ４）。そして、循環開始から算出された駆動時間だけ経過したか否かを判別する（ステップＳ５）。このとき、駆動時間が経過していなければステップＳ５に戻って引き続きスラリー原液２００の循環を行い、駆動時間が経過していれば循環を停止してステップＳ１に進んで待機状態となる。
【００４１】
以上のように構成されたスラリー供給装置１００においては、原液供給用バルブ１２８が閉状態で原液循環用バルブ１３０が開状態のときに、第１ポンプ１１４が駆動している間は、原液槽用循環配管１１２を通じてスラリー原液２００が原液槽１１０を循環する。このとき、スラリーの沈降が抑制される反面、スラリーに圧力が加わって凝集が促進されることとなる。
【００４２】
ここで、原液槽用循環制御部１１８は、スラリー原液２００の貯留量に応じて、予め設定された設定時間に原液供給用バルブ１２８を閉状態とするとともに原液循環用バルブ１３０を開状態として第１ポンプ１１４を駆動させるので、スラリーの沈降を抑制する最小限の時間だけスラリー原液２００を循環させることができ、スラリーの凝集が抑制される。また、スラリー原液２００の循環時間が小さくなることから、スラリーの空気との接触機会を減少させることができ、スラリーの化学成分の酸化が抑制される。
【００４３】
また、研磨液供給用バルブ１５８が閉状態で研磨液循環用バルブ１６０が開状態のときに、第２ポンプ１４４が駆動している間は、調合槽用循環配管１４２を通じて研磨液２０４が調合槽１４０を循環する。このときも、スラリーの沈降が抑制される反面、スラリーに圧力が加わって凝集が促進されることとなる。
【００４４】
ここで、調合槽用循環制御部１４８は、研磨液２０４の貯留量に応じて、予め設定された設定時間に研磨液供給用バルブ１５８を閉状態とするとともに研磨液循環用バルブ１６０を開状態として第２ポンプ１４４を駆動させるので、スラリーの沈降を抑制する最小限の時間だけ研磨液２０４を循環させることができ、これによってもスラリーの凝集が抑制される。また、研磨液２０４の循環時間が小さくなることから、スラリーの空気との接触機会を減少させることができ、これによってもスラリーの化学成分の酸化が抑制される。
【００４５】
さらに、作業者が、各バルブ１２８，１３０，１５８，１６０の切換操作を行うとともに第１ポンプ１１４及び第２ポンプ１４４を操作してスラリーを循環させるような煩雑な作業が発生せず、自動的にスラリー原液２００及び研磨液２０４を循環させることができる。さらに、作業者が第１ポンプ１１４及び第２ポンプ１４４のＯＮ・ＯＦＦ操作を手動で行う場合、各ポンプ１１４，１４４の駆動時間を毎回正確に管理することは困難であり、駆動時間が短くなってスラリーの沈降が生じたり、駆動時間が長くなってスラリーの凝集及び劣化が促進される。本実施形態では、このような作業者が手動でスラリーの循環を行う場合の欠点を排除して、スラリーの品質を保証することができる。
【００４６】
このように、本実施形態のスラリー供給装置１００によれば、スラリーを定常的に循環させるものに比べてスラリーの凝集及び劣化を飛躍的に低減させることができる。従って、ＣＭＰ装置におけるウェハ表面の加工欠陥の形成及び研磨状態の悪化を低減して、ウェハ表面の安定的な研磨を実現するとともに歩留まりを向上させることができる。
【００４７】
また、原液槽１１０及び調合槽１４０の両方でスラリーを循環させるようにしたので、より確実にスラリーの循環を行うことができる。
【００４８】
また、原液槽１１０及び調合槽１４０に設置された複数の液体センサ１２０，１５０により液面を多段階で検出するようにしたので、懸濁状態のスラリー原液２００または研磨液２０４の液面を的確に検出することができる。すなわち、液面高さを正確に測定するために複雑な構成をとるセンサ類では、スラリーの砥粒に起因して故障が生じるおそれがあるし、懸濁状態の液体における液面検出が不安定となるおそれがあるが、本実施形態では各液体センサ１２０，１５０が液体の有無を検出するのでこれらのおそれはない。
【００４９】
尚、前記実施形態においては、原液槽１１０のスラリー原液２００と、調合槽１４０の研磨液２０４の両方を循環させるものを示したが、図３及び図４に示すように、いずれか一方でスラリーを循環させるようにしてもよい。図３には原液槽１１０にてスラリー原液２００の循環を行うものを示し、図４には調合槽１４０にて研磨液２０４の循環を行うものを示す。また、原液槽１１０及び調合槽１４０がそれぞれ１つであるものを示したが、複数の原液槽１１０や複数の調合槽１４０を有するものであってもよいことは勿論である。さらに、スラリー原液２００に添加剤２０２、純水等を加えず、スラリー原液２００をそのまま研磨液として使用する場合は、特に調合槽１４０を設ける必要はなく、原液槽１１０の１槽により構成することも可能である。
【００５０】
また、前記実施形態においては、一定時間おきにスラリーを循環させるものを示したが、スラリーの貯留量に応じて設定時間１７０が変化するように構成してもよい。
【００５１】
また、前記実施形態においては、原液槽用循環制御部１１８と調合槽用循環制御部１４８とでスラリーの循環を別個独立に行うものを示したが、これらの制御部１１８，１４８が連動するようにしてもよい。
【００５２】
また、前記実施形態においては、スラリーの粒子としてヒュームドシリカを用いたものを示したが、沈降性シリカ、コロイダルシリカ、合成シリカ等のような他のシリカを用いてもよいし、シリカ以外の粒子、例えば、セリア、アルミナ、ジルコニア、酸化マンガン等を用いてもよい。
【００５３】
また、前記実施形態においては、スラリー原液２００に添加剤２０２及び純水の両方を加えて研磨液２０４としたものを示したが、いずれか一方を加えて研磨液としてもよいし、スラリー原液２００をそのまま研磨液として使用してもよいことは勿論である。
【００５４】
また、前記実施形態においては、原液槽１１０における槽内のスラリー原液２００の貯留量の検出に、原液用液面高さ検出機構及び原液用重量検出機構の両方を用いたものを示したが、原液槽用検出部１１６としていずれか一方の機構を含んでいれば貯留量を検出することができる。また、例えば、原液槽１１０に接続された配管にフローセンサを設けて原液槽１１０に出入りするスラリー原液２００の流量を監視したり、原液供給用バルブ１２８が開状態で原液循環用バルブ１３０が閉状態のときの第１ポンプ１１４の駆動時間から流出したスラリー原液２００の分量を監視したりして、槽内のスラリー原液２００の貯留量を検出してもよい。調合槽１４０についても同様である。
【００５５】
また、原液用液面高さ検出機構として、原液槽１１０の側壁に設置され、設置箇所における液体の存在の有無を検出する液体センサ１２０により多段階で液面高さを検出するものを示したが、スラリーにより液面の検出が阻害されるおそれがなければフロートセンサ、超音波センサ、レーザセンサ等を用いて、液面高さそのものを検出するようにしても差し支えない。調合槽１４０においても同様である。
【００５６】
さらに、原液用重量検出機構として、ロードセル１２２を用いたものを示したが、台ばかり等を用いて重量を検出するようにしてもよいことは勿論である。調合槽１４０においても同様である。
【００５７】
また、前記実施形態においては、原液槽用循環配管１１２及び接続配管１２６にそれぞれバルブ１２８，１３０を設けたものを示したが、吸引配管１２４、原液槽用循環配管１１２及び接続配管１２６の会合部分に三方弁を設ける構成としてもよい。
【００５８】
さらに、各ポンプ１１４，１４４の駆動時間によりスラリーの循環を管理するもの示したが、例えば各循環配管１１２，１４２にフローセンサを設けて流体の流量を直接監視してもよく、要はスラリー原液２００の貯留量に応じて第１ポンプ１１４を駆動させればよい。
【００５９】
さらにまた、原液用循環送出部及び研磨液用循環送出部がそれぞれポンプ式のものを示したが、バキュームプレッシャ方式であっても凝集の抑制を行うことができるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態を示すスラリー供給装置の概略構成説明図である。
【図２】原液用循環制御部の動作を示すフローチャートである。
【図３】変形例を示すスラリー供給装置の概略構成説明図である。
【図４】変形例を示すスラリー供給装置の概略構成説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１００        スラリー供給装置
１１０        原液槽
１１２        原液槽用循環配管
１１４        第１ポンプ
１１６        原液槽用検出部
１１８        原液槽用循環制御部
１２０        液体センサ
１２２        ロードセル
１２４        吸引配管
１２６        接続配管
１２８        原液供給用バルブ
１３０        原液循環用バルブ
１４０        調合槽
１４２        調合槽用循環配管
１４４        第２ポンプ
１４６        調合槽用検出部
１４８        調合槽用循環制御部
１５０        液体センサ
１５２        ロードセル
１５４        吸引配管
１５６        供給配管
１５８        研磨液供給用バルブ
１６０        研磨液循環用バルブ
１７０        設定時間
１７２        設定割合
２００        スラリー原液
２０２        添加剤
２０４        研磨液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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